一种燃气行业安全智能工业控制RTU设备制造技术

本发明专利技术公开了一种燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其包括主控芯片以及与所述主控芯片分别电连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块以及电源模块，所述数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块以及电源模块与所述主控芯片之间均设置有隔离保护器件。本发明专利技术通过在主控芯片与各个功能模块之间均设置有隔离保护器件，这使得所述燃气行业安全智能工业控制RTU设备能够适用于复杂苛刻的环境、满足工业控制的指标和需求，更能适用于恶劣的环境。

A safety intelligent industrial control RTU equipment for gas industry

【技术实现步骤摘要】
一种燃气行业安全智能工业控制RTU设备
本专利技术涉及燃气行业智能控制领域，特别涉及一种燃气行业安全智能工业控制RTU设备。
技术介绍
天然气行业早期巡检方式多采用人工值守的方式进行监管，其也相关技术人员需要定时前往现场，查看现场设备的运行情况并记录相关数据。随着技术的发展，SCADA(数据采集与监控系统)已逐渐替代人工对各个站点进行数据采集和监控了。SCADA是指一个集监控和控制为一体的集中式系统，或是由分散在一个区域中许多系统的组合。其中，部分的控制一般由RTU(远程终端控制系统)完成，主系统一般只用作系统监控层级的控制。伴随着SCADA和RTU的广泛使用，为燃气管网的生产管理方式进入了数字化时代提供可能，数字化技术的应用对于提高相关企业的生产能力和管理水平具有重要意义。在实际运行使用过程中发现，燃气站多分布于偏远的山川旷野之中，环境地形复杂且情况因地而异，大多存在高温、多蚊虫和多雷击的环境。现有的RTU设备对这种特殊环境因素考虑不够充分，容易导致RTU设备的高故障率和SCADA系统数据的高失真率，从而极大影响企业对燃气管网的准确掌握和科学管理水平。又由于SCADA系统是一个庞大的网络系统，整个系统依赖于互联网通信进行链接，这就需要网络中的设备都得具备网络安全防护功能。然而，现有的RTU设计都只考虑监控性能，没有考虑网络安全防护，这就导致了现在的SCADA系统遭受网络攻击和网络病毒时没有任何防护措施，再加上燃气行业又是关系国计民生的高危行业，一旦遭受网络攻击必然造成重大事故。因而现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种燃气行业安全智能工业控制系统及设备。本专利技术所采用的技术方案如下：一种燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其中，包括主控芯片以及与所述主控芯片分别电连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块以及电源模块，所述数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块以及电源模块与所述主控芯片之间均设置有隔离保护器件。所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其中，所述主控芯片的型号为ARMcortexa7。所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其中，所述数字量输入模块与所述主控芯片之间设置有光耦隔离电路，所述数字量输出模块与所述主控芯片之间设置有光耦隔离电路。所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其中，所述模拟量输入模块与所述主控芯片之间设置有隔离电路和滤波电路，所述模拟量输出模块与所述主控芯片之间设置有隔离电路。所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其中，所述通讯模块具有2个RS232收发器、2个RS485收发器和2个以太网控制器；所述主控芯片的UATR端口通过磁偶隔离器分别与所述RS232通信接口和RS485通信接口相连。所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其中，所述通讯模块与外部通讯接口之间设置有防雷保护电路。所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其中，所述防雷保护电路包括三层串联保护电路，其中，第一层保护电路由三个玻璃放电管组成一个三角形电路构成，第二层保护电路由TVS管组成，第三层保护电路由电感或保险丝组成。所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其中，所述以太网控制器与RJ45接口之间设置有网络变压器以及ESD电路。所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其中，还包括与所述通讯模块电连接的加密认证模块，所述加密认证模块包括网络认证和通讯协议加密。所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其中，还包括与所述主控芯片电连接的特殊算法模块，所述特殊算法模块包括三个传感器信号正确行判断算法、传感器故障判断算法和燃气流量异常分析算法中的一种或多种。有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供的燃气行业安全智能工业控制RTU设备包括主控芯片以及与所述主控芯片分别电连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块以及电源模块，所述数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块以及电源模块与所述主控芯片之间均设置有隔离保护器件。这使得所述燃气行业安全智能工业控制RTU设备适用于复杂苛刻的环境、满足工业控制的指标和需求，在各个模块与主控芯片之间加上适当的隔离保护器件，同时给各个模块和主控芯片供电的部分电源模块也要选取隔离型的DC-DC电源，还有在主电源端口和通信端口处加上适当的防雷保护电路和ESD保护电路，使得该RTU各个模块之间基本上互不干扰，更能适用于恶劣的环境。附图说明图1为本专利技术提供的燃气行业安全智能工业控制RTU设备的结构框图。图2为数字量输入通道和数字量输出通道的运行原理图。图3为数字量输入通道的隔离保护原理图。图4为数字量输出通道的隔离保护原理图。图5为模拟量输入通道和模拟量输出通道的运行原理图。图6为模拟量输入通道的第一隔离保护原理图。图7为模拟量输入通道的第二隔离保护原理图。图8为模拟输出通道的隔离保护原理图。图9为通讯模块的运行原理图。图10为以太网控制器的工作原理图。具体实施方式本专利技术提供一种燃气行业安全智能工业控制RTU设备，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其包括主控芯片10以及与所述主控芯片10分别电连接的数字量输入模块20、数字量输出模块30、模拟量输入模块40、模拟量输出模块50、通讯模块60以及电源模块70，所述数字量输入模块20、数字量输出模块30、模拟量输入模块40、模拟量输出模块50本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其特征在于，包括主控芯片以及与所述主控芯片分别电连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块以及电源模块，所述数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块以及电源模块与所述主控芯片之间均设置有隔离保护器件。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其特征在于，包括主控芯片以及与所述主控芯片分别电连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块以及电源模块，所述数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块以及电源模块与所述主控芯片之间均设置有隔离保护器件。


2.根据权利要求1所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其特征在于，所述主控芯片的型号为ARMcortexa7。


3.根据权利要求1所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其特征在于，所述数字量输入模块与所述主控芯片之间设置有光耦隔离电路，所述数字量输出模块与所述主控芯片之间设置有光耦隔离电路。


4.根据权利要求1所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其特征在于，所述模拟量输入模块与所述主控芯片之间设置有隔离电路和滤波电路，所述模拟量输出模块与所述主控芯片之间设置有隔离电路。


5.根据权利要求1所述的燃气行业安全智能工业控制RTU设备，其特征在于，所述通讯模块具有2个RS232收发器、2个RS485收发器和2个以太网控制器；所述主控芯片的UATR...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，孟伟，付京波，王文想，张静，王晨，杨昊，程建，郭涛，李俊杰，
申请(专利权)人：深圳市燃气集团股份有限公司，工信通北京信息技术有限公司，深圳市深燃燃气技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44